說到集中供暖,北方的朋友可能比較熟悉在他們的記憶中,很多年前,很多家屬院都有自己的燃煤熱水鍋爐,為小區供暖后來,為了節約能源和保護環境,國家開始實行集中供熱,利用集中熱源,通過供熱管網向周邊地區的企業和居民提供生產生活用熱
說到核電,很多小伙伴可能不會太陌生像弓一樣俯瞰中國大陸海岸線,分布在沿海八省的18個核電基地串珠成鏈,為中國從核電大國走向核電強國構筑了堅實的基礎
核能作為一種清潔能源
在中國未來的能源版圖中占有重要地位。
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但是,核電和集中供熱的結合,可能會讓很多人覺得新奇。
核能可以用來取暖。
日前,作為東北地區首個核供熱項目,遼寧紅沿河核電站核供熱示范工程正式投產,為當地近2萬居民提供冬季供熱。
紅沿河核電站是東北地區第一座核電站,也是目前東北地區最大的電能投資項目已建成6臺核電機組,總裝機容量約671.3萬千瓦,是目前中國最大的核電站
紅河核電站6號機組于今年6月投入商業運行。
伴隨著6號機組的并網,紅沿河核電站成為世界第三大核電站。
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紅沿河核電站核供熱示范工程規劃供熱面積24.24萬平方米利用紅沿河核電站汽輪機抽取的蒸汽作為熱源,替代紅沿河鎮原有的12座燃煤鍋爐房,新建一級管網近10公里,二級管網5.7公里,換熱站4座
項目投產后,環境效益顯著,每年可減少消耗標準煤5726噸,二氧化碳1.41萬噸,二氧化硫60多噸,灰分2621噸。
而紅沿河核電站則給居民送去了溫暖
也守護著紅沿河鎮的一片藍天。
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你可能會有劉奶奶剛進賽博坦的感覺,由此引出核能還能用來取暖嗎暖氣里的水輻射會超標嗎等待提問甚至擔憂
畢竟在很多北方人的記憶中,熱源一般是熱電聯產熱電廠,燃煤或燃氣供熱鍋爐,工業余熱等,這與核電無關
可是,核供熱并不是一項新技術20世紀60年代,瑞典原型核電反應堆Agesta建成并投入運行,成為世界上第一座民用核電站
核加熱拓展了核應用的邊界。
讓我們看到核能更多的可能性。
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從那時起,許多國家開始利用核能取暖目前,全世界正在運行的400多臺核電機組中,約有十分之一實現了熱電聯產
供熱行業的市場空間有多大。
最近幾年來,我國城市供熱行業規模穩步增長根據住建部和國家統計局的數據,2012年至2021年,中國城市供熱總量從29.54億吉焦增加到近42億吉焦,年化增長率為3.98%
其中,蒸汽供熱總量從5.16億吉焦增長到6.49億吉焦,年化增長率為2.57%,熱水供應總量從24.38億吉焦增加到35.48億吉焦,年化增長率為4.26%。
一些開始供暖的南方城市也貢獻了一些數據▼
伴隨著我國城市化的快速發展,集中供熱面積和供熱管道里程也在逐年增加據中國住房和城鄉建設部統計,截至2021年底,中國集中供熱面積已達106.03億平方米,近十年年均增長8.28%
總供熱面積增長非常穩定。
近似一條斜直線▼
其中,山東,遼寧供熱面積已超過10億平方米,中國的集中供熱管道長度也達到了42.6萬公里,比2012年增長了1.66倍。
在追求更好生活的驅動下
這個數字還會繼續增長▼
早期,我國北方地區主要采用分布式供暖主要熱源是小型燃煤鍋爐,能耗高,熱效率低同時沒有后處理裝置,污染嚴重
為適應節能減排和環境保護的要求,國家開始大力推廣集中供熱,采用熱電聯產和大型供熱鍋爐作為熱源,逐步淘汰小型燃煤鍋爐。
眾所周知,燃煤鍋爐的參數越高,效率越高熱電聯產可以實現燃煤電站能量的梯級利用,能量利用率較高,可以顯著降低能耗,但只能覆蓋熱電廠周邊一定區域
對于那些附近沒有火電廠的地區,會建大型供熱鍋爐供熱,把原來分散的煤集中起來,這樣參數高了,漏的少了,自然能效也上去了因此,我國集中供熱的一次能源主要是煤炭
伴隨著人民生活水平的提高,對供熱的需求將逐步增加,我國城市供熱市場仍將保持較快的增長速度有研究機構預測,五年內中國供熱總量將超過50億吉焦
這意味著仍有大約8億吉焦的增長空間那么,這8億吉焦的增長頂端是什么呢
冬天靠什么取暖。
雖然煤炭是我國最大的一次能源,目前離不開煤炭和煤電,但從長遠來看,要實現碳中和,煤炭必然有一個減量的過程。
根據中央有關文件,在煤炭消費方面,我國將加快煤炭減量步伐,在十四五期間嚴格控制煤炭消費增長,在十五期間逐步減少,直至禁止散燒煤炭。
中國的減排承諾是信守的。
這才是一個大國應該做的事情▼
煤電方面,統籌煤電發展和保供調峰,嚴格控制新建煤電項目,使新建機組煤耗標準達到國際先進水平,有序淘汰落后煤電產能,加快現有機組節能升級和靈活改造,積極推進供熱改造,推動煤電向基礎保障性和系統調節性電力轉變。
煤炭作為基礎能源的地位仍然難以取代。
清潔高效是煤電的綠色轉型▼
因此,在未來的新增供熱中,最優先考慮的可能是利用周邊燃煤電站的供熱改造,使燃煤發電機組在發電的同時為周邊工業企業和居民提供熱能,最大限度地促進能源的梯級利用。
供熱改造的電廠還能貢獻很多熱量▼
天然氣作為一種清潔低碳的化石能源,確實是個好東西,利用靈活,熱值高,污染少也成為歐洲清潔低碳轉型的重要支撐能源而俄烏沖突帶來的歐洲天然氣亂局,也讓我們更加深刻地認識到飯碗要端在自己手里的重要性
目前,中國天然氣對外依存度已達45%如果新增供暖需求全部由燃氣發電或天然氣能源站供應,那么燃氣從何而來將成為一個非常迫切的問題一旦對外依存度過高,就容易卡住,尤其是天然氣的應用基本上涉及到國內生產生活的方方面面
對外國天然氣的依賴與日俱增。
替代能源就更重要了▼
近1/6的天然氣用于發電和供暖▼
在冬季取暖能源問題上,根據去年1月8日召開的全國會議,堅持煤,電,電,氣并舉,繼續做好保障人民特別是北方地區取暖能源工作。
也就是說,我們應該盡力在清潔和低碳,可承受的成本和可利用的資源之間取得平衡清潔的生物質供熱,地熱供熱,低品位余熱供熱,核電余熱供熱都能占有一席之地
怎么靠核電取暖。
核能具有效率高,耐久性強的特點目前人類利用核能有兩種方式:核裂變和核聚變
核裂變已經到了實用階段,軍事領域造了原子彈,能源領域造了很多核電站核聚變雖然在軍事領域制造出了氫彈,但能源領域仍處于科技攻關階段,尚未取得商業成功
核聚變釋放的能量比核裂變大得多。
不破壞它為己所用,控制它太難了。
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所以目前核能發電主要是利用鈾—235的核裂變鏈式反應釋放出大量熱能,用來把水變成蒸汽,再用汽輪機帶動發電機發電。
中子轟擊U—235原子后,會釋放2到4個中子。
中子然后撞擊其他鈾原子,從而形成連鎖反應和自發裂變。
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乍一看,好像和燃煤電廠差不多主要區別在于鍋爐不同:燃煤電廠的鍋爐是燃煤鍋爐,而核電站的鍋爐是核反應堆專業術語是核島,指的是安全殼及其內部的所有設備或系統
核反應堆比鍋爐的生產率高得多。
安全措施和鍋爐不是一個級別的。
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這個安全殼是用預應力鋼筋混凝土制成的,可以在預應力鋼筋混凝土安全殼上再加一層鋼安全殼,這樣它甚至可以承受商用飛機的高速撞擊。
堆芯是核島的核心,主要由燃料組件和控制棒驅動系統組成裂變鏈式反應會釋放出大量的熱量,這些熱量會被堆芯的水吸收,通過一回路流經蒸汽發生器,將熱量交換給二回路的水
核裂變釋放的熱量是驚人的。
冷卻是控制核反應極其重要的環節。
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第二個循環之后的過程與燃煤電廠的過程相同第二個回路中的水被加熱,轉化成一定參數的蒸汽,驅動汽輪機運轉,帶動發電機發電
在此過程中,一回路和二回路中的水被完全隔離出于安全考慮,堆芯放在鋼制壓力容器內,壓力容器,一次管道,主泵和蒸汽發生器都放在安全殼內
危險因素被安全殼鎖住。
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而核供熱主要是利用核電機組二回路抽取的蒸汽作為熱源,通過廠內第一換熱站和廠外換熱站進行多級換熱,最終通過市政供熱管網將熱量傳遞給最終用戶它的原理和燃煤電廠供熱一樣,都是余熱利用
有多條回路與核電站的供熱用戶隔離每條電路只傳導熱量,沒有水的交換,居民不用擔心輻射
不僅是零輻射,還有零碳。
可以放心使用。
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核供熱已在世界上得到廣泛應用從國內外核供熱的實踐來看,核供熱的安全性和可靠性也得到了證明
可靠的核供熱不僅僅是供熱。
人類已經在思考如何從各方面把核熱的價值擠出來。
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即使在中國,紅沿河的核供熱也不是我們在這一領域的首次嘗試此前,山東海陽,浙江海鹽已經進入核供熱時代
如2019年11月投產的山東海陽核電站暖核一號供熱項目,使海陽成為全國首個零碳供熱城市,實現了當地群眾,地方政府,供熱企業,核電企業,生態環境的共贏。
雖然核電不是可再生能源,但與風電,光伏等新能源相比,核電在穩定性上有很大優勢伴隨著國家推動的雙碳工作,核電作為一種清潔能源,最近幾年來越來越受到重視
目前,我國在運核電機組裝機容量居世界第三位,共有53臺,5553萬千瓦。
雖然中國核電裝機容量增速有快有慢。
但是一直在增長▼
我國在建機組裝機容量居世界第一,共有23臺,2419萬千瓦到2025年,運行中的核電裝機容量將達到7000萬千瓦左右,超過法國成為世界第二大國
但中國核電普及率仍有提升空間目前,核電發電量占中國總發電量不到5%雖然逐年增加,但仍低于新能源的比重,也明顯低于許多發達國家的水平
目前的低比例也顯示了核能發展的巨大潛力。
中國核電未來可期▼
國家能源局在《2022年能源工作指導意見》中提出,組織實施集中供熱和核能綜合利用試點,推進核能綜合利用而核供熱屬于核電綜合利用的范疇
根據規劃,到2025年,中國核電裝機容量將達到7000萬千瓦左右屆時,更多的城市將感受到核能帶來的溫暖
1.國家統計局
2.住房和城鄉建設部:2021年中國城市建設公報
3.世界核協會,
4.國際原子能機構
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